(57)【要約】【課題】  生産性を損なうことなくシール材近傍での液晶の配向乱れを確実に防止することのできる液晶装置を提供する。【解決手段】  本発明の液晶装置１００では、一対の基板１０，２０が枠状に設けられたシール材５２によって貼り合わされており、このシール材５２の形成された領域の内側に表示領域が設けられている。前記一対の基板１０，２０の双方の基板の内側には垂直配向膜１１，２１が設けられており、該垂直配向膜１１，２１が、前記表示領域に設けられた無機材料からなる第１の垂直配向膜１１ａ，２１ａと、前記表示領域と前記シール材５２との間に設けられた有機材料からなる第２の垂直配向膜１１ｂ，２１ｂとを有する。【選択図】    図２
2005300735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、
前記一対の基板が枠状に設けられたシール材によって貼り合わされ、前記シール材の形成された領域の内側に表示領域が設けられており、前記一対の基板の双方の基板の内側に垂直配向膜が設けられ、該垂直配向膜が、前記表示領域に設けられた無機材料からなる第１の垂直配向膜と、前記表示領域と前記シール材との間に設けられた有機材料からなる第２の垂直配向膜とを有することを特徴とする、液晶装置。
【請求項２】
前記第２の垂直配向膜が、前記表示領域の外周部に沿って枠状に設けられていることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記第２の垂直配向膜が、前記シール材に近接又は隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の液晶装置。
【請求項４】
前記一対の基板の双方の基板の内側に設けられた第２の垂直配向膜が、互いに対向して平面的に重なり合う領域があるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の液晶装置。
【請求項５】
枠状に設けられた前記シール材の当該枠の一部に、前記液晶を注入するための液晶注入口が設けられ、該液晶注入口が封止材によって封止されており、前記第２の垂直配向膜が前記封止材と前記表示領域との間に配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の液晶装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置および電子機器、特に垂直配向モードの液晶装置の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶プロジェクタのライトバルブや携帯電話等のディスプレイとして用いられる液晶装置には、その液晶層を挟持する基板の最表面に、液晶分子の配列を制御するための配向膜が形成されている。この配向膜としては、ポリイミド等の有機膜をラビング処理したものが広く使用されている。しかし、このような有機配向膜は配向力に優れる反面、熱や光に弱く、長期間の使用によって、その配向力が次第に低下してしまうという問題がある。例えば光束密度が２〜１０（ｌｍ／ｍｍ２）程度の高強度の光が照射されるプロジェクタに搭載した場合には、配向膜は光源からの光や熱によって次第に分解されてしまい、液晶分子を所望のプレチルト角に配列できなくなる場合がある。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、前記配向膜を無機膜によって構成し、この無機膜の形状効果によって液晶を配向させる技術が提案されている。このような無機配向膜は、ポリイミド等の有機配向膜に比べて耐光性や耐溶剤性に優れており、配向安定性も高い。しかし、その一方で、無機配向膜はラビング等で配向処理する有機配向膜に比べて配向規制力が１桁以上小さくなるため、液晶注入時にフローの影響や他の外的な不純物等の影響を受け易く、配向不良が発生し易い。例えば、表示領域の外周部ではシール材から溶出した不純物（揮発成分等）によって配向が乱され易く、特にプロジェクタでは、液晶が高温状態となることから、このような配向の乱れは顕著になる。この対策として、特許文献１では、シール材を紫外線硬化した後、加熱処理を行なうことでシール材中の揮発成分を取り除く方法が提案されている。
【特許文献１】特開平７−１６８１２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実際には、前述の方法を用いたとしても揮発成分を完全に除去することは難しい。また仮に、長時間の加熱処理によって揮発成分を十分に除去できたとしても、今度は生産性の面で課題を残すことになる。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、生産性を損なうことなくシール材近傍での液晶の配向乱れを確実に防止することのできる液晶装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板が枠状に設けられたシール材によって貼り合わされ、前記シール材の形成された領域の内側に表示領域が設けられており、前記一対の基板の双方の基板の内側に垂直配向膜が設けられ、該垂直配向膜が、前記表示領域に設けられた無機材料からなる第１の垂直配向膜と、前記表示領域と前記シール材との間に設けられた有機材料からなる第２の垂直配向膜とを有することを特徴とする。
【０００６】
一般に、ポリイミド等の有機膜は無機膜に比べて不純物を吸着し易い性質を有している。これは、有機膜が複雑な側鎖構造を有しており、それぞれの側鎖が、その電気的な作用によって、不純物の吸着サイトとして機能するためである。本発明の液晶装置では、シール材と表示領域との間に有機配向膜（第２の垂直配向膜）を配置しているため、これが一種の吸着層として機能し、表示領域への不純物の拡散を防止することができる。しかも、有機配向膜は無機配向膜に比べて配向力に優れるため、不純物が吸着しても配向が大きく乱れることはない。また、本発明の液晶装置では、表示領域を無機配向膜（第１の垂直配向膜）によって配向制御しているため、垂直配向膜を有機配向膜のみで構成した場合に比べて耐光性や耐溶剤性に優れており、又、形状効果によって配向制御するので、安定した配向が得られる。このように本発明の液晶装置では、長時間の加熱処理等を行なうことなく、シール材近傍での液晶の配向乱れを確実に防止することができる。
【０００７】
本発明の液晶装置では、前記表示領域の外周部に沿って枠状に設けられているものとすることができる。このように有機配向膜を表示領域の周囲を取り囲むように配置することで、表示領域への不純物の拡散防止を確実にすることができる。
また本発明の液晶装置では、前記第２の垂直配向膜が前記シール材に近接又は隣接して配置されているものとすることができる。こうすることで、不純物の吸着効果を高めることができる。
【０００８】
また本発明の液晶装置では、前記一対の基板の双方の基板の内側に設けられた第２の垂直配向膜が、互いに対向して平面的に重なり合う領域があるように配置されているものとすることができる。こうすることで、両配向膜が対向する位置において不純物の拡散を確実にブロックすることができる。よって、本構成によれば、第２の垂直配向膜が重なり合う領域において液晶分子の配向力を高め、不純物の吸着効果を更に高めることができる。
【０００９】
また本発明の液晶装置では、枠状に設けられた前記シール材の当該枠の一部に、前記液晶を注入するための液晶注入口が設けられ、該液晶注入口が封止材によって封止されており、前記第２の垂直配向膜が前記封止材と前記表示領域との間に配置されているものとすることができる。こうすることで、封止材から溶出する不純物も吸着することができる。
【００１０】
本発明の電子機器は、上述の液晶装置を備えたことを特徴とする。これにより、表示品位が高く信頼性にも優れた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。なお、本明細書では、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。
【００１２】
図１は、本発明の液晶装置の一例であるアクティブマトリクス型液晶装置の等価回路である。本実施形態の液晶装置において、表示領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９が形成されている。また、その画素電極９の側方には、当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が形成されている。このＴＦＴ素子３０のソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。各データ線６ａには画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給される。尚、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、各データ線６ａに対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給してもよい。
【００１３】
ＴＦＴ素子３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されている。走査線３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、各走査線３ａに対してこの順に線順次で印加する。また、ＴＦＴ素子３０のドレインには、画素電極９が電気的に接続されている。そして、走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオン状態にすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。
【００１４】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３ｂとの間に蓄積容量２９が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示が可能となる。
【００１５】
次に、液晶装置の全体構成を図２を参照して説明する。図２（ａ）は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、図２（ｂ）は、対向基板を含めて示した図２（ａ）のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【００１６】
本実施の形態の液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０（アクティブマトリクス基板）と対向基板２０とが、矩形枠状に設けられたシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されており、この遮光膜５３の形成領域の内側の領域が表示領域となる。シール材５２の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路２０１および外部回路実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４の間を接続するための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。なお、図２（ａ）において、符号５２ａはシール材５２に形成された液晶注入口であり、符号５５はこの液晶注入口５２を封止するための封止材である。
【００１７】
図２（ｂ）において、ＴＦＴアレイ基板１０の最表面には垂直配向膜１１が形成されている。この垂直配向膜１１は、表示領域に設けられた第１の垂直配向膜１１ａと、表示領域の外周部に沿って矩形枠状に設けられた第２の垂直配向膜１１ｂとを有している。
第１の垂直配向膜１１ａは、液晶を配向させることが可能な所定の表面形状を有する無機配向膜からなる。この無機配向膜１１ａとしては、公知のものを用いることができるが、本例では例えばこれをＳｉＯ２の斜方蒸着膜とする。第２の垂直配向膜１１ｂは、ポリイミドやポリアミド等の有機配向膜からなる。有機配向膜１１ｂは、前述の無機配向膜１１ａと違って、液晶と有機配向膜１１ｂとの分子間力によって液晶の配向状態を強固に規制することができる。このため、仮にシール材５２から有機配向膜近傍に不純物が溶出してきても、それによって配向膜近傍の液晶の配向が乱されることは殆どない。また、前述のポリイミド等の材料は不純物を吸着し易い性質を持つため、このような有機配向膜１１ｂをシール材近傍に配置することで、有機配向膜１１ｂが不純物の吸着層として機能し、表示領域側への不純物の拡散を防止することができる。
【００１８】
一方、対向基板２０の最表面にも、同様の材料からなる垂直配向膜２１が設けられている。すなわち、垂直配向膜２１は、表示領域に設けられた無機配向膜からなる第１の垂直配向膜２１ａと、表示領域の外周部に沿って矩形枠状に設けられた有機配向膜からなる第２の垂直配向膜２１ｂとを有している。有機配向膜２１ｂと有機配向膜１１ｂとは同一形状とされ、互いに対向する位置に形成されている。
【００１９】
次に、本実施形態の液晶装置１００の製造方法について説明する。
まず、公知の方法を用いてＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を製造し、これらの基板の表面に、斜方蒸着法により無機配向膜１１ａ，２１ａを形成する。この場合、蒸着角度は例えば基板法線から５５°をなす角度とし、厚みは４０ｎｍとする。
次に、これらの無機配向膜の表面に前述の材料として、例えばオプトマーＡＬ０００１０（ＪＳＲ製造）からなる有機配向膜１１ｂ，２１ｂを形成する。この際、有機配向膜１１ｂ，２１ｂは、前記表示領域を取り囲むように、シール材５２に沿って矩形枠状に形成する。特にシール材５２に近接又は隣接する位置に形成することが望ましい。本例では、有機配向膜１１ｂ，２１ｂの外周部がシール材５２の形成領域にかかる程度にまで両者を接近させている。また、封止材５５からも不純物が溶出することがあるので、封止材５５と表示領域との間（即ち、液晶注入口５２ａの形成される位置）にも有機配向膜１１ｂ，２１ｂを形成する。なお、有機配向膜１１ｂ，２１ｂの形成方法としてはフレキソ印刷等を好適に用いることができる。
【００２０】
次に、これらの基板１０，２０の一方にシール材５２を塗布する。シール材５２は、紫外線硬化型（アクリル系樹脂）又は熱硬化型（エポキシ系樹脂）のいずれでもよく、これらを混合したものでもよい。本例では、シール材５２を紫外線硬化型とし、これをディスペンサによって基板上に矩形枠状に配置する。この際、枠の一部に開口部（液晶注入口５２ａ）を設けておく。なお、シール材５２には、セル厚を規定するためのスペーサを混合しておく。
【００２１】
次に、両基板１０，２０をシール材５２によって貼り合わせ、３０００ｍＪの紫外線照射によってシール材５２を硬化する。この際、必要に応じて加熱処理を行ない、シール材中の未硬化成分を硬化する。加熱処理は、例えばオーブンで１２０℃、１時間加熱することによって行なう。以上により空セルが作製されたら、今度は、シール材５２に設けた液晶注入口５２ａを介して空セル内に誘電異方性が負の液晶を注入する。
以上により、液晶装置１００が製造される。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態ではシール材５２と表示領域との間に有機配向膜１１ｂ，２１ｂを配置しているため、これが不純物の吸着層として機能し、表示領域への不純物の拡散を防ぐことができる。しかも、有機配向膜１１ｂ，２１ｂは無機配向膜１１ａ，２１ａに比べて配向力に優れるため、不純物が吸着しても配向が大きく乱れることはない。また、本実施形態では、表示領域を無機配向膜１１ａ，２１ａによって配向制御しているため、垂直配向膜１１，２１を有機配向膜１１ｂ，２１ｂのみで構成した場合に比べて耐光性や耐溶剤性に優れており、又、形状効果によって配向制御するので、安定した配向が得られる。
【００２３】
なお、本実施形態では有機配向膜１１ｂ，２１ｂをシール材５２に隣接して配置したが、有機配向膜１１ｂ，２１ｂの配置はこのようなものに限定されない。図３、図４は他の配置例を示す図であり、図３は有機配向膜１１ｂ，２１ｂをシール材５２の形成領域を含むように配置した例、図４は有機配向膜１１ｂ，２１をシール材５２から離間させて配置した例をそれぞれ示している。なお、図３（ａ），図４（ａ）は図２（ａ）に対応する平面図であって、シール材と有機配向膜との配置関係のみを模式的に示す図であり、図３（ｂ），図４（ｂ）は図２（ｂ）に対応する断面模式図である。
これらの構成においても、前述したのと同様の効果が得られる。ただし、図３の例ではシール材が有機配向膜上に配置される分、基板とシール材との密着性は低下するが、不純物の吸着効果は図２，図４に示した他の２例に比べて高い構成となる。また、図４の例では有機配向膜がシール材から離間されている分、図２，図３に示した他の２例に比べて不純物の吸着効果は小さくなるが、シール材の下に有機配向膜が配置されないので基板とシール材との密着性は他の２例よりも高い構成となる。
【００２４】
［電子機器］
次に、上述の液晶装置を用いた電子機器の一例として、投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）について説明する。
図５は、液晶プロジェクタの概略構成を示す図である。この図に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれる。
【００２５】
ここで、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの構成は、上述した実施の形態に係る液晶装置と同様であり、画像信号を入力する処理回路（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。また、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３および出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。
【００２６】
ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム１１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。
このようにして、各色の画像が合成された後、スクリーン１１２０には、投射レンズ１１１４によってカラー画像が投射されることとなる。
本実施形態の投射型表示装置は、上記実施形態の液晶装置を備えているので、表示品質が高く、信頼性にも優れた表示装置となっている。
【００２７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。例えば、前記実施形態の液晶装置は、前述した投射型表示装置に限らず、種々の電子機器に搭載することができる。この電子機器としては例えば、携帯電話、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等があり、前記液晶装置はこれらの画像表示手段として好適に用いることができる。また、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶装置の等価回路図。
【図２】同、液晶装置の概略構成を示す模式図。
【図３】同、液晶装置の他の構成例を示す模式図。
【図４】同、液晶装置の他の構成例を示す模式図。
【図５】同、液晶装置を備えた電子機器の一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・ＴＦＴアレイ基板、１１，２１・・・垂直配向膜、１１ａ，２１ａ・・・無機配向膜（第１の垂直配向膜）、１１ｂ，２１ｂ・・・有機配向膜（第２の垂直配向膜）、２０・・・対向基板、５０・・・液晶、５２・・・シール材、５２ａ・・・液晶注入口、５５・・・封止材、１００・・・液晶装置、１１００・・・電子機器
【図１】
2005300735.tif 000003
【図２】
2005300735.tif 000004
【図３】
2005300735.tif 000005
【図４】
2005300735.tif 000006
【図５】
2005300735.tif 000007